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猕猴桃果实在生长发育过程中积累淀粉,且达到商业采后成熟度的果实中仍含有大量淀粉,其采后果实的淀粉降解被认为是果实后熟软化的起始,同时影响了果实的质地和风味。本文以美味猕猴桃‘海沃德’(Actinidia delisiosa‘Hayward’)为实验材料,利用不同处理(乙烯、低温和气调等)调控果实成熟衰老过程,并分析淀粉及其降解产物的变化规律;基于猕猴桃基因组数据,新克隆分离了17个与淀粉降解相关的结构基因;研究了上述基因与淀粉降解的相关性,获得了5个候选靶标基因;进而通过酵母单杂筛库和烟草双荧光素酶等体系验证初步探索了部分淀粉降解相关的转录调控通路。主要结果如下: 1.不同处理对淀粉含量和可溶性糖含量的影响。研究发现,20℃下乙烯处理可导致果实硬度和淀粉含量的快速下降,这一过程伴随着葡萄糖、果糖、蔗糖含量的快速上升。相关性表明,可溶性糖含量上升与淀粉下降具有高度相关性。同时分析了气调贮藏(5% CO2+2% O2+93% N2,0℃)果实较低温贮藏(0℃)果实,硬度和淀粉含量下降缓慢,对应的是葡萄糖、果糖和蔗糖的含量相应的缓慢上升。 2.淀粉降解相关基因的克隆分离。基于‘红阳’猕猴桃基因组数据库,在‘海沃德’猕猴桃中新分离出淀粉降解相关的17个基因,包括三个AdAGL(AdAGL1-3)、四个AdBAM(AdBAM2L,AdBAM3L,AdBAM7,AdBAM8)、三个AdISA(AdISA1-3)、两个AdDPE(AdDPE1-2)、两个AdGWD(AdGWD1,AdGWD3)、两个AdPHS(AdPHS1-2)和一个AdPU(AdPU1)。结合前人已报道的7个成员(AdAmy1,AdAMY2,AdAMY3,AdBAM1,AdBAM3.1,AdBAM3.2 and AdBAM9),对24个淀粉降解相关基因的表达情况在不同处理的样品中进行了研究。分析发现乙烯处理显著诱导AdAMY1、AdAGL3、AdBAM3.1/3L/9的表达,呈现出与果实淀粉降解的良好相关性,其中AdBAM3L对乙烯最敏感(最高相对表达约达300倍)。进而利用气调贮藏果实和低温贮藏果实的比较分析,发现上述5个基因在气调贮藏果实中表达显著低于低温贮藏果实,这与气调贮藏果实淀粉降解缓慢相一致。因此,利用两组不同的处理进行筛选,获得了猕猴桃果实采后淀粉降解相关的5个候选靶标基因。 3.利用酵母单杂筛库和双荧光素酶体系,初步探索了淀粉降解相关的转录调控情况。利用同源克隆方法,获得了5个淀粉降解相关基因的启动子。通过PLACE在线软件,分析发现上述启动子含量不同转录因子识别模块,其中AdBAM9, AdBAM3.1,AdBAM3L等基因启动子区含有乙烯响应相关模块。利用课题组前期报道的8个与猕猴桃果实成熟衰老显著相关乙烯响应因子(AdERF,激活子和抑制子各4个),未获得具有强烈激活和抑制效应的AdERF转录因子,但AdERF7/8/19/21存在的情况下,AdBAM3L启动子受不同程度的抑制。同时开展了酵母单杂筛库分析,其中AdAMY1和AdBAM9启动子在试验的酵母体系中具有自激活活性,因此开展了另3个启动子的筛库实验,用AdAGL3启动子筛库获得了3个转录因子(BPC1,BPC2、BPC3);用AdBAM3.1启动子筛库获得了BTF3转录因子,用AdBAM3L启动子筛库获得了BTF3和PBP1转录因子。启动子克隆分析及转录因子的初步探索,均表明淀粉降解可能受转录因子调控,但具体机制仍有待于深入分析。